破岩方法和破岩系统与流程

本发明涉及工程设备，具体地，涉及一种破岩方法和基于该破岩方法的破岩系统。

背景技术：

1、泥石流作为发生在山区沟谷和坡地的一种常见自然现象。可在短时间内将流域内的大量松散固体物质、石块等冲出，泥石流灾害救援过程中经常会遇到泥石流巨石堆积在交通道路上，为打通救援通道，需采用专业的破岩设备先将巨石破碎，再通过推土机，挖掘机等工程机械清理碎石，拓宽道路。相关技术中的破岩系统对硬岩地质条件下存在破岩能力不足的问题。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

2、高压水射流技术经过多年的发展，虽然已经取得了较好的经济效益，但对硬岩地质条件存在破岩能力不足的问题；爆破法存在破岩精度低、技术要求高、对围岩稳定性影响大等问题。机械切削冲击法存在刀具磨损严重，寿命低，主要用于切削破碎普氏硬度系数f≤8的岩石；机械冲击可以破碎大部分煤岩，但在破碎普氏系数f＞15岩石时，存在球齿磨损严重、破岩效率低及粉尘量大等问题。

3、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种破岩方法，该破岩方法具有适用于硬岩地质条件的优点。

4、本发明实施例还提出了一种破岩系统。

5、本发明实施例的破岩方法包括如下步骤：

6、s1：在岩石的表面确定具有设定间距的第一位置和第二位置；

7、s2：向第一位置发射高温射流，向第二位置发射低温射流，以使所述第一位置的岩石温度升高至第一设定温度、使所述第二位置的岩石温度降低至第二设定温度，并使所述第一位置和所述第二位置之间产生温度梯度以破坏所述岩石的内部结构。

8、本发明实施例的破岩方法具有适用于硬岩地质条件的优点。

9、在一些实施例中，向第一位置发射高温射流，向第二位置发射低温射流包括如下步骤：

10、在向第一位置发射高温射流后，间隔设定时间后向第二设定位置发射低温射流；

11、和/或，在向第二设定位置发射低温射流后，间隔设定时间后向第一位置发射高温射流。

12、在一些实施例中，向第一位置发射高温射流，向第二位置发射低温射流包括如下步骤：

13、s21：向第一位置发射高温射流；

14、s22：间隔第一设定时长后向第二位置发射低温射流；

15、s23：间隔第二设定时长后重复步骤s21和步骤s22，直至所述岩石碎裂。

16、在一些实施例中，所述高温射流为高温高压脉冲水射流，所述低温射流为低温液氮射流。

17、在一些实施例中，所述第一设定温度为70℃至80℃，所述第二设定温度为-180℃至-150℃。

18、本发明实施例的破岩系统基于上述任一实施例所述的破岩方法，所述破岩系统包括：第一系统，所述第一系统包括高温高压泵组和第一喷嘴，所述高温高压泵组与所述第一喷嘴相连以向所述第一喷嘴提供高温高压水流，所述第一喷嘴设于第一位置，所述第一喷嘴适于将所述高温高压水流形成高温射流并发射至第一位置；第二系统，所述第二系统包括液氮供料组件和第二喷嘴，所述液氮供料组件与所述第二喷嘴相连以向所述第二喷嘴提供高压液氮，所述第二喷嘴设于第二位置，所述第二喷嘴适于将所述高压液氮形成低温射流并发射至第二位置。

19、本发明实施例的破岩系统具有具有适用于硬岩地质条件的优点

20、在一些实施例中，所述高温高压泵组包括水箱、离心泵、加热装置和脉冲泵，所述水箱与所述离心泵的进料端相连，所述加热装置设于所述离心泵的下游，所述脉冲泵设于所述加热装置的下游，所述脉冲泵的出料端与所述第一喷嘴的进料端相连以适于将高温高压水流以设定脉冲频率泵送至所述第一喷嘴。

21、在一些实施例中，所述脉冲泵的输出端的脉冲压力为70mpa至80mpa，所述脉冲泵的输出端的脉冲频率为2hz至2.4hz，所述高温高压泵组中的水流在所述加热装置的出料端温度大于第一设定温度。

22、在一些实施例中，所述液氮供料组件包括氮气瓶、液氮罐和液氮泵，所述液氮罐适于存储液氮，所述液氮泵连接在所述液氮罐和所述第二喷嘴之间以将所述液氮罐中存储的液氮泵送至所述第二喷嘴，所述氮气瓶与所述液氮罐相连，所述氮气瓶用于向所述液氮罐中通入氮气以将所述氮气瓶内的液氮压至所述液氮泵内。

23、在一些实施例中，所述液氮罐和所述液氮泵之间通过第一保温管路连接，所述液氮泵和所述第二喷嘴之间通过第二保温管路连接。

技术特征：

1.一种破岩方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的破岩方法，其特征在于，向第一位置发射高温射流，向第二位置发射低温射流包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的破岩方法，其特征在于，向第一位置发射高温射流，向第二位置发射低温射流包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的破岩方法，其特征在于，所述高温射流为高温高压脉冲水射流，所述低温射流为低温液氮射流。

5.根据权利要求1所述的破岩方法，其特征在于，所述第一设定温度为70℃至80℃，所述第二设定温度为-180℃至-150℃。

6.一种基于权利要求1-5中任一项所述的破岩方法的破岩系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的破岩系统，其特征在于，所述高温高压泵组包括水箱、离心泵、加热装置和脉冲泵，所述水箱与所述离心泵的进料端相连，所述加热装置设于所述离心泵的下游，所述脉冲泵设于所述加热装置的下游，所述脉冲泵的出料端与所述第一喷嘴的进料端相连以适于将高温高压水流以设定脉冲频率泵送至所述第一喷嘴。

8.根据权利要求7所述的破岩系统，其特征在于，所述脉冲泵的输出端的脉冲压力为70mpa至80mpa，所述脉冲泵的输出端的脉冲频率为2hz至2.4hz，所述高温高压泵组中的水流在所述加热装置的出料端温度大于第一设定温度。

9.根据权利要求6所述的破岩系统，其特征在于，所述液氮供料组件包括氮气瓶、液氮罐和液氮泵，所述液氮罐适于存储液氮，所述液氮泵连接在所述液氮罐和所述第二喷嘴之间以将所述液氮罐中存储的液氮泵送至所述第二喷嘴，所述氮气瓶与所述液氮罐相连，所述氮气瓶用于向所述液氮罐中通入氮气以将液氮压至所述液氮泵内。

10.根据权利要求9所述的破岩系统，其特征在于，所述液氮罐和所述液氮泵之间通过第一保温管路连接，所述液氮泵和所述第二喷嘴之间通过第二保温管路连接。

技术总结
本发明公开了一种破岩方法和基于该破岩方法的破岩系统，所述破岩方法包括如下步骤：S1：在岩石的表面确定具有设定间距的第一位置和第二位置；S2：向第一位置发射高温射流，向第二位置发射低温射流，以使所述第一位置的岩石温度升高至第一设定温度、使所述第二位置的岩石温度降低至第二设定温度，并使所述第一位置和所述第二位置之间产生温度梯度以破坏所述岩石的内部结构。本发明实施例的破岩方法具有适用于硬岩地质条件的优点。

技术研发人员：马天放,齐庆杰,张亮,孙立峰,贾新雷,柴佳美
受保护的技术使用者：煤炭科学研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11